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- 2021-06-18 发布
2017-2018学年辽宁省实验中学分校高二(上)期末数学试卷(文科)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(5分)命题“∃x0∈(0,+∞),lnx0=x0﹣1”的否定是( )
A.∃x0∈(0,+∞),lnx0≠x0﹣1 B.∃x0∉(0,+∞),lnx0=x0﹣1
C.∀x∈(0,+∞),lnx≠x﹣1 D.∀x∉(0,+∞),lnx=x﹣1
2.(5分)若x>0,y>0,则“”的一个充分不必要条件是( )
A.x=y B.x=2y C.x=2,且y=1 D.x=y或y=1
3.(5分)若a<b<0,则下列不等式中一定不成立的是( )
A. B. C.|a|>﹣b D.
4.(5分)设Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=﹣2015,S6﹣2S3=18,则S2017=( )
A.2016 B.2017 C.﹣2015 D.﹣2018
5.(5分)设点F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,过点F1且与x轴垂直的直线l与双曲线C交于A,B两点.若△ABF2的面积为,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
6.(5分)曲线y=xex﹣1在点(1,1)处的切线方程为( )
A.y=2x+1 B.y=2x﹣1 C.y=x+2 D.y=x﹣2
7.(5分)已知a>0,b>0,若不等式+≥恒成立,则m的最大值为( )
A.9 B.12 C.18 D.24
8.(5分)已知数列{an}为等比数列,若a5=2,则数列{an}的前9项之积T9等于( )
A.512 B.256 C.128 D.64
9.(5分)若函数f(x)=a(x﹣2)ex+lnx﹣x存在唯一的极值点,且此极值小于0,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣,) B.(﹣,) C.(﹣,0] D.(﹣,0]
10.(5分)定义为n个正数p1,p2…pn的“平均倒数”.若已知数列{an}的前n项的“平均倒数”为,又bn=,则++…+等于( )
A. B. C. D.
11.(5分)已知过抛物线C:y2=8x的焦点F的直线l交抛物线于P,Q两点,若R为线段PQ的中点,连接OR并延长交抛物线C于点S,则的取值范围是( )
A.(0,2) B.[2,+∞) C.(0,2] D.(2,+∞)
12.(5分)已知定义在实数集R的函数f(x)满足f(1)=4,且f(x)导函数f′(x)<3,则不等式f(lnx)>3lnx+1的解集为( )
A.(1,+∞) B.(e,+∞) C.(0,1) D.(0,e)
二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.将答案填入答题纸相应位置)
13.(5分)已知变量x,y满足约束条件,则目标函数z=2x﹣y的最小值是 .
14.(5分)已知等差数列{an}的公差为2,若a1,a3,a4成等比数列,则a2= .
15.(5分)已知函数y=f(x)(x∈R)的图象如图所示,则不等式xf′(x)<
0的解集为 .
16.(5分)已知椭圆G:的两个焦点分别为F1和F2,短轴的两个端点分别为B1和B2,点P在椭圆G上,且满足|PB1|+|PB2|=|PF1|+|PF2|.当b变化时,给出下列三个命题:
①点P的轨迹关于y轴对称;
②存在b使得椭圆G上满足条件的点P仅有两个;
③|OP|的最小值为2,
其中,所有正确命题的序号是 .
三、解答题(共6小题,共70分;要求写出必要的文字说明,解题过程和演算步骤)
17.(10分)已知二次函数f(x)=ax2+ax﹣2b,其图象过点(2,﹣4),且f′(1)=﹣3.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)设函数h(x)=xlnx+f(x),求曲线h(x)在x=1处的切线方程.
18.(12分)已知命题p:k2﹣8k﹣20≤0,命题q:方程=1表示焦点在x轴上的双曲线.
(Ⅰ)命题q为真命题,求实数k的取值范围;
(Ⅱ)若命题“p∨q”为真,命题“p∧q”为假,求实数k的取值范围.
19.(12分)已知函数f(x)=ax2+2x+c的最低点为(﹣1,﹣2).
(1)求不等式f(x)>7的解集;
(2)若对任意x∈[2,4],不等式f(x﹣t)≤
x﹣2恒成立,求实数t的取值范围.
20.(12分)在数列{an}中,a1=4,前n项和Sn满足Sn=an+1+n.
(1)求证:当n≥2时,数列{an﹣1}为等比数列,并求通项公式an;
(2)令,求数列{bn}的前n项和为Tn.
21.(12分)已知椭圆(a>b>0)的离心率是,其左、右焦点分别为F1,F2,短轴顶点分别为A,B,如图所示,△ABF2的面积为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P(﹣1,1)且斜率为k的直线l交椭圆C于M,N两点(异于A,B点),证明:直线BM和BN的斜率和为定值.
22.(12分)已知函数f(x)=(lnx﹣k﹣1)x(k∈R)
(1)当x>1时,求f(x)的单调区间和极值.
(2)若对于任意x∈[e,e2],都有f(x)<4lnx成立,求k的取值范围.
(3)若x1≠x2,且f(x1)=f(x2),证明:x1x2<e2k.
2017-2018学年辽宁省实验中学分校高二(上)期末数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(5分)命题“∃x0∈(0,+∞),lnx0=x0﹣1”的否定是( )
A.∃x0∈(0,+∞),lnx0≠x0﹣1 B.∃x0∉(0,+∞),lnx0=x0﹣1
C.∀x∈(0,+∞),lnx≠x﹣1 D.∀x∉(0,+∞),lnx=x﹣1
【分析】根据特称命题的否定是全称命题即可得到结论.
【解答】解:命题的否定是:∀x∈(0,+∞),lnx≠x﹣1,
故选:C
【点评】本题主要考查含有量词的命题的否定,比较基础.
2.(5分)若x>0,y>0,则“”的一个充分不必要条件是( )
A.x=y B.x=2y C.x=2,且y=1 D.x=y或y=1
【分析】根据充分必要条件的定义以及不等式的性质求出答案即可.
【解答】解:∵x>0,y>0,
∴x+2y≥2,当且仅当x=2y时取等号,
故“x=2且y=1”是“x+2y=2”的充分不必要条件,
故选:C.
【点评】本题考查了充分必要条件,考查不等式的性质,是一道基础题.
3.(5分)若a<b<0,则下列不等式中一定不成立的是( )
A. B. C.|a|>﹣b D.
【分析】根据不等式的基本性质判断即可.
【解答】解:∵a<b<0,
∴>,
故A错误,
故选:A.
【点评】本题考查了不等式的性质的应用,是一道基础题.
4.(5分)设Sn是等差数列{an}的前n项和,若a1=﹣2015,S6﹣2S3=18,则S2017=( )
A.2016 B.2017 C.﹣2015 D.﹣2018
【分析】设等差数列{an}的公差为d,根据a1=﹣2015,S6﹣2S3=18,利用求和公式可得d,即可得出.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,∵a1=﹣2015,S6﹣2S3=18,
∴d﹣2=18,
化为:9d=18,解得d=2.
则S2017=2017×(﹣2015)+=2017.
故选:B.
【点评】本题考查了等差数列的求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
5.(5分)设点F1,F2分别是双曲线的左、右焦点,过点F1且与x轴垂直的直线l与双曲线C交于A,B两点.若△ABF2的面积为,则该双曲线的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
【分析】设F1(﹣c,0),A(﹣c,y0),c2=a2+2,A点代入双曲线的方程,解得y0
,由三角形的面积公式,可得a,c的关系,进而得到a,b的关系,可得渐近线方程.
【解答】解:设F1(﹣c,0),A(﹣c,y0),c2=a2+2,
则﹣=1,则y02=2•=,
又S=2,
即为•2c•|2y0|==2,
即为=,则==,
故该双曲线的渐近线方程为y=±x.
故选:D.
【点评】本题考查双曲线的渐近线方程的求法,考查双曲线的方程和应用,考查运算能力,属于中档题.
6.(5分)曲线y=xex﹣1在点(1,1)处的切线方程为( )
A.y=2x+1 B.y=2x﹣1 C.y=x+2 D.y=x﹣2
【分析】求得函数的导数,可得切线的斜率,运用点斜式方程可得切线的方程.
【解答】解:y=xex﹣1的导数为y′=(1+x)ex﹣1,
可得曲线y=xex﹣1在点(1,1)处的切线斜率为2,
曲线y=xex﹣1在点(1,1)处的切线方程为y﹣1=2(x﹣1),
即为y=2x﹣1.
故选:B.
【点评】本题考查导数的运用:求切线的方程,正确求导和运用直线方程是解题的关键,属于基础题.
7.(5分)已知a>0,b>0,若不等式+≥
恒成立,则m的最大值为( )
A.9 B.12 C.18 D.24
【分析】变形利用基本不等式即可得出.
【解答】解:∵a>0,b>0,不等式+≥恒成立,∴.
∵=6+=12,当且仅当a=3b时取等号.
∴m的最大值为12.
故选:B.
【点评】本题考查了基本不等式的性质,属于基础题.
8.(5分)已知数列{an}为等比数列,若a5=2,则数列{an}的前9项之积T9等于( )
A.512 B.256 C.128 D.64
【分析】由等比数列的性质可得:a1a9=a2a8=…==22=4.即可得出数列{an}的前9项之积T9.
【解答】解:由等比数列的性质可得:a1a9=a2a8=…==22=4.
∴数列{an}的前9项之积T9=a1a9•a2a8•…a5=44×2=29=512.
故选:A.
【点评】本题考查了等比数列的通项公式及其性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
9.(5分)若函数f(x)=a(x﹣2)ex+lnx﹣x存在唯一的极值点,且此极值小于0,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣,) B.(﹣,) C.(﹣,0] D.(﹣,0]
【分析】先求导,再由f'(x)=0得到x=1或aex﹣=0(*),根据(*)无解和函数的极值大于0即可求出a的范围,
【解答】解:f(x)=a(x﹣2)ex+lnx﹣x,x>0,
∴f′(x)=a(x﹣1)ex+﹣1=(x﹣1)(aex﹣),
由f'(x)=0得到x=1或aex﹣=0(*)
由于f(x)仅有一个极值点,
关于x的方程(*)必无解,
①当a=0时,(*)无解,符合题意,
②当a≠0时,由(*)得,a=,
设g(x)=xex,
∴g′(x)=ex(x+1)>0恒成立,
∴g(x)为增函数,
∴函数y=为减函数
∴当x→+∞时,y→0
∴a<0
∴x=1为f(x)的极值点,
∵f(1)=﹣ae﹣1<0,
∴a>﹣
综上可得a的取值范围是(﹣,0]
故选:D
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性极值,考查了分类讨论的思想方法,考查了转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
10.(5分)定义为n个正数p1,p2…pn的“平均倒数”.若已知数列{an}的前n项的“平均倒数”为,又bn=,则++…+等于( )
A. B. C. D.
【分析】由题意和“平均倒数”的定义列出方程,求出数列{an}的前n项和为Sn
,根据求出an,代入bn=化简求出bn,代入化简后利用裂项相消法求出式子的和.
【解答】解:由题意和“平均倒数”得,=,
设数列{an}的前n项和为Sn,则Sn=2n2+n,
当n=1时,a1=S1=3,
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1
=(2n2+n)﹣[2(n﹣1)2+(n﹣1)]=4n﹣1,
当n=1时也适合上式,∴an=4n﹣1,则bn==n,
∴==,
∴=(1)+()+…+()
==,
故选B.
【点评】本题考查新定义的理解与应用,利用公式求数列的通项,以及裂项相消法求数列的和,考查化简、变形能力.
11.(5分)已知过抛物线C:y2=8x的焦点F的直线l交抛物线于P,Q两点,若R为线段PQ的中点,连接OR并延长交抛物线C于点S,则的取值范围是( )
A.(0,2) B.[2,+∞) C.(0,2] D.(2,+∞)
【分析】设直线PQ的方程,代入抛物线方程,利用韦达定理及中点坐标公式,即可求得R点坐标,求得OR的方程,代入抛物线方程,即可求得S点坐标,由则=,即可求得答案.
【解答】解:抛物线C:y2=8x的焦点F(2,0),直线l的斜率存在且不为0,设直线l的方程为y=k(x﹣2),
,消去y,整理得:k2x2﹣4(k2+2)x+4k2=0,设P(x1,y1),Q(x2,y2),R(x0,y0),S(x3,y3),
则x1+x2=,则x0==,y0=k(x0﹣2)=,
∴kOS==,则直线OS的方程为y=x,,解得:x3=,
由k2>0,则==k2+2>0,
故选D.
【点评】本题考查直线与抛物线的位置关系,考查韦达定理及中点坐标公式的应用,考查计算能力,属于中档题.
12.(5分)已知定义在实数集R的函数f(x)满足f(1)=4,且f(x)导函数f′(x)<3,则不等式f(lnx)>3lnx+1的解集为( )
A.(1,+∞) B.(e,+∞) C.(0,1) D.(0,e)
【分析】构造函数g(x)=f(x)﹣2x﹣1,求函数的导数,判断函数的单调性 即可得到结论
【解答】解:设t=lnx,
则不等式f(lnx)>3lnx+1等价为f(t)>3t+1,
设g(x)=f(x)﹣3x﹣1,
则g′(x)=f′(x)﹣3,
∵f(x)的导函数f′(x)<3,
∴g′(x)=f′(x)﹣3<0,此时函数单调递减,
∵f(1)=4,
∴g(1)=f(1)﹣3﹣1=0,
则当x<1时,g(x)>g(1)=0,
即g(x)<0,则此时g(x)=f(x)﹣3x﹣1>0,
即不等式f(x)>3x+1的解为x<1,
即f(t)>3t+1的解为t<1,
由lnx<1,解得0<x<e,
即不等式f(lnx)>3lnx+1的解集为(0,e),
故选:D.
【点评】本题主要考查不等式的求解,根据条件构造函数,利用函数的单调性和导数之间的关系是解决本题的关键,属于中档题.
二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分.将答案填入答题纸相应位置)
13.(5分)已知变量x,y满足约束条件,则目标函数z=2x﹣y的最小值是 ﹣2 .
【分析】作出满足不等式组的可行域,由z=2x﹣y可得y=2x﹣z可得﹣z为该直线在y轴上的截距,截距越大,z越小,结合图形可求z的最大值
【解答】解:作出变量x,y满足约束条件所表示的平面区域,如图所示:
由于z=2x﹣y可得y=2x﹣z,则﹣z表示目标函数在y轴上的截距,截距越大,z越小
作直线L:y=2x,然后把直线l向平域平移,由题意可得,直线平移到A时,z最小,
由可得A(,3),此时z=﹣2.
故答案为:﹣2
【点评】本题主要考查了简单的线性规划,以及利用几何意义求最值,属于中档题.
14.(5分)已知等差数列{an}的公差为2,若a1,a3,a4成等比数列,则a2= ﹣6 .
【分析】由公差d的值为2,根据等差数列的通项公式分别表示出a3和a4,由a1,a3,a4成等比数列,利用等比数列的性质列出关于首项a1的值,再由公差d的值,利用等差数列的通项公式即可求出a2的值.
【解答】解:由等差数列{an}的公差为2,得到a3=a1+4,a4=a1+6,
又a1,a3,a4成等比数列,
∴(a1+4)2=a1•(a1+6),
解得:a1=﹣8,
则a2=a1+d=﹣8+2=﹣6.
故答案为:﹣6
【点评】此题考查了等差数列的通项公式,以及等比数列的性质,熟练掌握通项公式及性质是解本题的关键.
15.(5分)已知函数y=f(x)(x∈R)的图象如图所示,则不等式xf′(x)<0的解集为 (﹣∞,0)∪(,2) .
【分析】由函数y=f(x)(x∈R)的图象可得函数的单调性,根据单调性与导数的关系得导数的符号,进而得不等式xf′(x)<0的解集.
【解答】解:由f(x)图象特征可得,f′(x)在(﹣∞,)∪(2,+∞)上大于0,
在(,2)上小于0,
∴xf′(x)<0⇔⇔⇔x<0或<x<2,
所以xf′(x)<0的解集为(﹣∞,0)∪(,2).
故答案为:(﹣∞,0)∪(,2).
【点评】本题考查导数与函数单调性的关系,考查学生的识图能力,利用导数求函数的单调性是重点.
16.(5分)已知椭圆G:的两个焦点分别为F1和F2,短轴的两个端点分别为B1和B2,点P在椭圆G上,且满足|PB1|+|PB2|=|PF1|+|PF2|.当b变化时,给出下列三个命题:
①点P的轨迹关于y轴对称;
②存在b使得椭圆G上满足条件的点P仅有两个;
③|OP|的最小值为2,
其中,所有正确命题的序号是 ①③ .
【分析】运用椭圆的定义可得P也在椭圆+
=1上,分别画出两个椭圆的图形,即可判断①正确;
通过b的变化,可得②不正确;由图象可得当P的横坐标和纵坐标的绝对值相等时,|OP|的值取得最小,即可判断③.
【解答】解:椭圆G:的两个焦点分别为
F1(,0)和F2(﹣,0),
短轴的两个端点分别为B1(0,﹣b)和B2(0,b),
设P(x,y),点P在椭圆G上,且满足|PB1|+|PB2|=|PF1|+|PF2|,
由椭圆定义可得,|PB1|+|PB2|=2a=2>2b,
即有P在椭圆+=1上.
对于①,将x换为﹣x方程不变,则点P的轨迹关于y轴对称,
故①正确;
对于②,由图象可得轨迹关于x,y轴对称,且0<b<,
则椭圆G上满足条件的点P有4个,
不存在b使得椭圆G上满足条件的点P仅有两个,故②不正确;
对于③,由图象可得,当P满足x2=y2,即有6﹣b2=b2,即b=时,
|OP|取得最小值,可得x2=y2=2,即有|OP|的最小值为2,故③正确.
故答案为:①③.
【点评】本题考查椭圆的定义和方程的运用,以及对称性,考查数形结合的思想方法,以及运算能力,属于中档题.
三、解答题(共6小题,共70分;要求写出必要的文字说明,解题过程和演算步骤)
17.(10分)已知二次函数f(x)=ax2+ax﹣2b,其图象过点(2,﹣4),且f′(1)=﹣3.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)设函数h(x)=xlnx+f(x),求曲线h(x)在x=1处的切线方程.
【分析】(Ⅰ)由题意可得f(2)=﹣4,代入f(x)解析式,求出f(x)的导数,代入x=1,解方程可得a=b=﹣1;
(Ⅱ)求出h(x)的解析式,求得导数,可得切线的斜率,再由点斜式方程可得切线的方程.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可得f(2)=﹣4,
即为4a+2a﹣2b=﹣4,
又f′(x)=2ax+a,可得f′(1)=3a=﹣3,
解方程可得a=b=﹣1;
(Ⅱ)函数h(x)=xlnx+f(x)
=xlnx﹣x2﹣x+2,
导数h′(x)=lnx+1﹣2x﹣1=lnx﹣2x,
即有曲线h(x)在x=1处的切线斜率为ln1﹣2=﹣2,
切点为(1,0),
则曲线h(x)在x=1处的切线方程为y﹣0=﹣2(x﹣1),
即为2x+y﹣2=0.
【点评】本题主要考查导数的运用:求切线的方程,考查导数的几何意义,正确求导和运用直线方程的点斜式方程是解题的关键.
18.(12分)已知命题p:k2﹣8k﹣20≤0,命题q:方程=1表示焦点在x轴上的双曲线.
(Ⅰ)命题q为真命题,求实数k的取值范围;
(Ⅱ)若命题“p∨q”为真,命题“p∧q”为假,求实数k的取值范围.
【分析】(Ⅰ)命题q为真命题,由已知得,可求实数k的取值范围;
(Ⅱ)根据题意得命题p、q有且仅有一个为真命题,分别讨论“p真q假”与“p假q真”即可得出实数a的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)当命题q为真时,由已知得,解得1<k<4
∴当命题q为真命题时,实数k的取值范围是1<k<4…(5分)
(Ⅱ)当命题p为真时,由k2﹣8k﹣20≤0解得﹣2≤k≤10…(7分)
由题意得命题p、q中有一真命题、有一假命题 …(8分)
当命题p为真、命题q为假时,则,
解得﹣2≤k≤1或4≤k≤10.…(10分)
当命题p为假、命题q为真时,则,k无解.…(12分)
∴实数k的取值范围是﹣2≤k≤1或4≤k≤10.…(13分)
【点评】本题考查了命题真假的判断与应用,属于中档题,解题时注意分类讨论思想的应用.
19.(12分)已知函数f(x)=ax2+2x+c的最低点为(﹣1,﹣2).
(1)求不等式f(x)>7的解集;
(2)若对任意x∈[2,4],不等式f(x﹣t)≤x﹣2恒成立,求实数t的取值范围.
【分析】(1)根据二次函数的性质求出a=1,c=﹣1,再解f(x)>7即可,
(2)对任意x∈[2,4],不等式f(x﹣t)≤x﹣2恒成立转化为(﹣)2﹣≤t﹣1≤(+)2﹣,求出范围即可
【解答】解:(1)依题意,得﹣=﹣1,①
f(﹣1)=a﹣2+c=﹣2,②
由①②解得,a=1,c=﹣1.
∴f(x)=x2+2x﹣1.
则原不等式可化为x2+2x﹣8>0,解得x<﹣4或x>2.
故不等式f(x)>7的解集为(﹣∞,﹣4)∪(2,+∞).
(2)对任意x∈[2,4],不等式f(x﹣t)≤x﹣2恒成立,得(x﹣t+1)2﹣2≤x﹣2,
即﹣≤x﹣t+1≤,则x﹣≤t﹣1≤x+,
即(﹣)2﹣≤t﹣1≤(+)2﹣.
∵x∈[2,4],
∴(+)2﹣的最小值是(+)2﹣=2+.
∴(+)2﹣的最大值是(﹣)2﹣=2.
∴2≤t﹣1≤2+,即3≤t≤3+.
故实数t的取值范围是[3,3+].
【点评】本题考查二次函数的性质、二次不等式的求解及恒成立问题,深刻把握“三个二次”间的关系是解决问题的关键,恒成立问题常转化为函数最值解决.
20.(12分)在数列{an}中,a1=4,前n项和Sn满足Sn=an+1+n.
(1)求证:当n≥2时,数列{an﹣1}为等比数列,并求通项公式an;
(2)令,求数列{bn}的前n项和为Tn.
【分析】(1)由已知数列递推式可得当n≥2时,an=sn﹣sn﹣1=an+1+n﹣an﹣n+1,即an+1﹣1=2(an﹣1),再由等比数列的通项公式可得数列{an}的通项公式;
(2)把{an}的通项公式代入,然后利用错位相减法求数列{bn}的前n项和为Tn.
【解答】(1)证明:n=1,a1=4.
当n≥2时,an=sn﹣sn﹣1=an+1+n﹣an﹣n+1,
∴an+1﹣1=2(an﹣1),
∴,
则,得 ,
∴an=;
(2)解:当n=1时,.
当n≥2时,,
∴当n=1时,,
当n≥2时,,
令,
∴,
∴=,
∴,
∴.
经检验n=1时,T1也适合上式.
∴(n∈N*).
【点评】本题考查数列递推式,考查了错位相减法求数列的前n项和,是中档题.
21.(12分)已知椭圆(a>b>0)的离心率是,其左、右焦点分别为F1,F2,短轴顶点分别为A,B,如图所示,△ABF2的面积为1.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点P(﹣1,1)且斜率为k的直线l交椭圆C于M,N两点(异于A,B点),证明:直线BM和BN的斜率和为定值.
【分析】(1)利用离心率以及三角形的面积,求解椭圆的几何量,得到椭圆方程.
(2)联立直线与椭圆方程.设出MN的坐标,利用韦达定理,转化求解斜率,推出定值即可.
【解答】解:(1),a2=2c2,b2=c2,又bc=1,∴
所以椭圆的标准方程为
(2)证明:设直线l的方程为y=k(x+1)+1,M(x1,y1),N(x2,y2)
联立得(2k2+1)x2+4k(k+1)x+2k2+4k=0,
∴,
∴
=.
=.
∴直线BM与BN的斜率之和为定值.
【点评】本题考查椭圆方程的求法,直线与椭圆的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力.
22.(12分)已知函数f(x)=(lnx﹣k﹣1)x(k∈R)
(1)当x>1时,求f(x)的单调区间和极值.
(2)若对于任意x∈[e,e2],都有f(x)<4lnx成立,求k的取值范围.
(3)若x1≠x2,且f(x1)=f(x2),证明:x1x2<e2k.
【分析】(1)由题意x>0,=lnx﹣k,由此根据k≤0,k>0利用导数性质分类讨论,能求出函数f(x)的单调区间和极值.
(2)问题转化为k+1>对于x∈[e,e2]恒成立,令g(x)=,则,令t(x)=4lnx+x﹣4,x∈[e,e2],则,由此利用导数性质能求出实数k的取值范围.
(3)设x1<x2,则0<x1<ek<x2<ek+1,要证x1x2<e2k,只要证x2<,即证<,由此利用导数性质能证明x1x2<e2k.
【解答】解:(1)∵f(x)=(lnx﹣k﹣1)x(k∈R),
∴x>0,=lnx﹣k,
①当k≤0时,∵x>1,∴f′(x)=lnx﹣k>0,
函数f(x)的单调增区间是(1,+∞),无单调减区间,无极值;
②当k>0时,令lnx﹣k=0,解得x=ek,
当1<x<ek时,f′(x)<0;当x>ek,f′(x)>0,
∴函数f(x)的单调减区间是(1,ek),单调减区间是(ek,+∞),
在区间(1,+∞)上的极小值为f(ek)=(k﹣k﹣1)ek=﹣ek,无极大值.
(2)∵对于任意x∈[e,e2],都有f(x)<4lnx成立,
∴f(x)﹣4lnx<0,
即问题转化为(x﹣4)lnx﹣(k+1)x<0对于x∈[e,e2]恒成立,
即k+1>对于x∈[e,e2]恒成立,令g(x)=,则,
令t(x)=4lnx+x﹣4,x∈[e,e2],则,
∴t(x)在区间[e,e2]上单调递增,故t(x)min=t(e)=e﹣4+4=e>0,故g′(x)>0,
∴g(x)在区间[e,e2]上单调递增,函数g(x)max=g(e2)=2﹣,
要使k+1>对于x∈[e,e2]恒成立,只要k+1>g(x)max,
∴k+1>2﹣,即实数k的取值范围是(1﹣,+∞).
证明:(3)∵f(x1)=f(x2),由(1)知,函数f(x)在区间(0,ek)上单调递减,
在区间(ek,+∞)上单调递增,且f(ek+1)=0,
不妨设x1<x2,则0<x1<ek<x2<ek+1,
要证x1x2<e2k,只要证x2<,即证<,
∵f(x)在区间(ek,+∞)上单调递增,∴f(x2)<f(),
又f(x1)=f(x2),即证f(x1)<,
构造函数h(x)=f(x)﹣f()=(lnx﹣k﹣1)x﹣(ln﹣k﹣1),
即h(x)=xlnx﹣(k+1)x+e2k(),x∈(0,ek)
h′(x)=lnx+1﹣(k+1)+e2k(+)=(lnx﹣k),
∵x∈(0,ek),∴lnx﹣k<0,x2<e2k,即h′(x)>0,
∴函数h(x)在区间(0,ek)上单调递增,故h′(x)<h(ek),
∵,故h(x)<0,
∴f(x1)<f(),即f(x2)=f(x1)<f(),∴x1x2<e2k成立.
【点评】本题考查函数的单调区间和极值的求法,考查实数的取值范围的求法,考查不等式的证明是中档题,解题时要认真审题,注意导数性质、构造法的合理运用.